燃气炉内旋流强度对NOx生成特性的影响

 NOx的控制是燃气炉燃烧过程洁净优化的重点,其关键问题在于湍流燃烧过程中NOx的生成机理。采用燃气实验炉和综合烟气分析仪等设备,研究了旋流强度对平焰燃气炉内火焰特性、温度场和烟气中NOx生成特性的影响规律。准确测量了不同燃烧工况下炉内中心垂直剖面温度和烟气中NOx含量,并分析了不同旋流强度下炉内火焰特性。研究结果表明,适当增大旋流强度可以使燃烧区和炉膛顶部温度更加均匀,进而有效降低烟气中NOx的含量。     

燃气炉内燃烧工况对NOx生成特性的影响

降低NOx的排放量是燃气炉洁净燃烧过程的重要研究内容之一。建立单烧嘴平焰燃烧炉实验模型，通过准确测量炉内温度场和烟气中NOx，研究了空气预热和空气不预热两种工况对炉内火焰特性、温度场和烟气中NOx生成特性的影响规律。研究结果表明：空气预热工况下燃烧区和炉膛顶部温度场更加均匀，进而有效降低烟气中NOx的浓度。     

高温空气燃烧炉内燃烧特性的数值研究

采用数值模拟法,研究了高温空气燃烧炉内不同空气预热温度、氧气浓度和燃气入口温度对火焰特性和NOx生成和排放的影响规律。研究表明,在提高空气预热温度、降低氧气浓度条件下,在较大范围内进行燃烧,火焰体积变大,炉内温度的峰值相应降低,温度分布更均匀,NOx的生成量大幅度降低。提高燃气入口温度,可抑制燃料和空气在主燃烧区的混合,使火焰内反应物的分布更加均匀,抑制了热力NO的生成,从而减少了NOx的排放量。     

助燃空气O2浓度对熔铝炉内温度分布及NOx生成量影响

烟气再循环技术是降低熔铝炉能源消耗和NOx排放的有效途径.为此,利用FLU-ENT软件对采用烟气再循环技术的某熔铝炉的燃烧过程进行数值模拟计算,分析了助燃空气中的O2浓度对炉内温度分布的均匀性及NOx生成特性的影响.结果表明,助燃空气O2含量的降低有利于炉内气体的混合和稀释,有利于炉膛内温度的均匀分布,也有利于减少NO...     

还原炉和烟化炉放渣期烟气NOx含量控制可行性实践

通过分析燃料种类、过剩空气系数、炉内燃烧温度和锅炉负荷率对还原炉和烟化炉烟气中NOx含量的影响,重点阐述在放渣期控制过剩空气系数和炉内燃烧温度,降低排放尾气中NOx含量并产生经济效益的可行性实践.结果表明,通过在放渣期实施降风、降气、降炭措施,烟气中的NOx含量显著下降,且节能减排效果明显,还原炉氧气消耗量和燃料用量逐...     

降低热媒炉NO_x排放量的数值分析及验证

对某热媒炉NOx排放量超标的问题进行研究。采用CFD手段,对其进行结构优化设计;采用空气分级燃烧技术,预测NOx排放,得到了不同工况下的炉内温度及O2、CO和NOx等浓度分布。数值预测和试验结果都表明:在采用空气分级燃烧技术的情况下,增大二次空气量可以有效地减少NOx的生成排放,很好控制燃烧产物对大气的污染;在数值模拟中观察到随着二次空气量的增加,炉膛最高温度和平均温度降低,火焰或向一侧偏斜。该研究为空气分级低NOx燃烧系统改造效果的预报和应用提供重要参考依据。     

炉膛长度对烟气自循环工业炉燃烧的影响

高温空气燃烧技术中炉膛长度对炉膛内的燃烧特性及火焰特性有重要的影响.针对不同炉膛长度对烟气自循环工业炉进行了模拟研究,得到随着炉膛长度的增加温度分布及NOx排放的规律,并对其产生原因进行分析.最终发现实验炉膛长度为1.0 m时炉膛内燃烧比较稳定,温度分布均匀,NOx排放量较少.     

燃料管插入深度及空气系数对平焰燃烧器燃烧特性的影响

通过搭建自行设计的实验平台,进行空气助燃的平焰燃烧实验,观察火焰形状,研究燃料管插入深度和空气系数对温度分布和NOx浓度的影响.结果表明:随着燃料管插入深度的减小,峰值温度下降,温度分布更加均匀.当插入深度为0mm时,形成的火焰盘形状更加清晰,实现了平焰燃烧.在生产实践中,要综合考虑燃烧温度与NOx生成量的影响,在1....     

烟气自循环加热炉内预热空气温度对燃烧过程的影响

高温空气燃烧技术中预热空气温度对炉膛内的燃烧特性及火焰特性有重要的影响。就不同预热空气温度对烟气自循环加热炉的影响进行了模拟研究。结果发现：预热空气温度一般加热到900～1100K为最佳。NOx浓度随着预热空气温度的升高而增大,一旦预热空气温度超过1500K,NOx的生成量将急剧升高。     

炉膛结构对炉内NOx生成的影响

分析了炉膛结构以及烧嘴布置方式对流场、火焰温度、组分分布和NOx生成量的影响.研究结果表明当炉膛顶部同时布置烧嘴和排烟口时,燃烧主射流对炉膛排烟的卷吸将降低助燃空气射流中的氧气浓度和燃气射流中的可燃物浓度,进而降低氮氧化物的排放;此外,NOx排放量同烟气在炉内停留时间有关,其浓度将沿烟气流程逐渐增加.     

首钢京唐BSK顶燃式热风炉的燃烧技术

 为开发5500m3高炉BSK顶燃式热风炉技术,对顶燃式热风炉的燃烧机制和燃烧特性进行了研究。采用CFD数学仿真模拟研究了BSK顶燃式热风炉环形陶瓷燃烧器的燃烧机制,解析了顶燃式热风炉燃烧室内气体的混合、流动以及燃烧过程,计算分析了顶燃式热风炉燃烧过程的速度场、温度场以及浓度场分布。通过对实体热风炉的冷态测试,验证了CFD数学仿真计算的结果。研究结果表明,BSK顶燃式热风炉采用旋流扩散燃烧技术使燃烧过程速度场、温度场和浓度场分布均匀对称,并可以有效控制火焰长度和火焰形状,使煤气在拱顶空间内充分燃烧。速度场、温度场和浓度场的分布与煤气和助燃空气的初始分布有直接关系。通过燃烧器喷嘴结构优化设计可以显著提高空气与煤气混合的均匀性,改善燃烧室内浓度、温度分布以及火焰形状。     

大型高炉热风炉技术的比较分析

 主要针对5000m3级别大型高炉的高风温热风炉技术进行技术比较分析,选择5000m3级别大型高炉的设计实例,在风温、风量、燃烧介质等热风炉设计参数相同的同口径条件下,对Didier外然式热风炉和顶燃式热风炉进行本体表面积和表面散热比较,同时通过数值模拟分析,比较这2种热风炉的高温烟气速度分布、高温烟气流场分布、格子砖顶面温度分布,为大型高炉热风炉形式的合理选择提供建设性建议。通过比较分析,顶燃式热风炉的本体结构技术、流场热传输技术较其他形式热风炉具有明显优点,顶燃式热风炉技术是目前高风温热风炉技术发展的趋势,对于大型高炉采用顶燃式热风炉技术可以取得可观经济效益。     

顶燃式热风炉高温低氧燃烧技术

 NOx是制约热风炉实现高风温长寿的主要技术障碍。为有效抑制和降低热风炉燃烧过程生成的NOx,研究分析了NOx的生成机制,运用热力型NOx生成模型计算了热风炉燃烧过程NOx生成速率和生成量,开发设计了基于高温低氧燃烧技术（HTAC）的新型顶燃式热风炉,采用CFD仿真模型对比研究了常规热风炉和高温低氧热风炉的燃烧过程和特性。计算得出2种热风炉的温度场分布和火焰形状、浓度场分布以及NOx的浓度分布。研究结果表明,高温低氧热风炉的温度场分布均匀,在相同拱顶温度下,NOx生成量仅为80×10-6,比常规热风炉降低约76%。高温低氧热风炉可以获得更高的风温并可以有效减少NOx排放,实现热风炉高效长寿和节能减排。     

内燃式热风炉燃烧器结构优化

针对内燃式热风炉在燃烧期烟气中CO含量超标问题开展研究工作,提出一种改进型的矩形燃烧器结构,在煤气通道中加入挡板来改变高炉煤气的流动方向。以某公司3号高炉热风炉为研究对象,建立了内燃式热风炉矩形燃烧器和燃烧室的三维模型。利用CFD模拟技术对矩形燃烧器的原始结构和改进后的结构进行燃烧模拟,在矩形燃烧器中加入的煤气挡板分别采用45°、60°、75° 3种倾斜角度放置,分析在不同倾斜角度下的温度场和CO浓度场。与原始结构的结果进行对比,结果表明,优化结构之后燃烧室出口截面的温度场中高温区范围有所扩大,两端眼角处的CO平均体积分数有一定程度减少。当煤气挡板的倾斜角度为60°时出口截面平均温度上升最大,平均温度从1 669 K上升到1 676 K,出口烟气中的CO平均体积分数下降最多,CO平均体积分数从0.007 028%下降到0.005 678%。     

热风炉燃烧系统研究现状

分析了当前国内外热风炉的各种高风温技术，提出了通过测量热风炉拱顶，格子砖，烟道废气，高炉煤气及助燃空气等的温度，建立数学模型，达到自动控制空燃比，从而实现对燃烧系统优化控制的研究方向。     

Dome Combustion Hot Blast Stove for Huge Blast Furnace

 In Shougang Jingtang 5500 m3 huge blast furnace (BF) design, dome combustion hot blast stove (DCHBS) technology is developed. DCHBS process is optimized and integrated, and reasonable hot blast stove (HBS) technical parameters are determined. Mathematic model is established and adopted by computational fluid dynamics (CFD). The transmission theory is studied for hot blast stove combustion and gas flow, and distribution results of HBS velocity field, CO density field and temperature field are achieved. Physical test model and hot trail unit are established, and the numeral calculation result is verified through test and investigation. 3-D simulation design is adopted. HBS process flow and process layout are optimized and designed. Combustion air two-stage high temperature preheating technology is designed and developed. Two sets of small size DCHBSs are adopted to preheat the combustion air to 520-600 ℃. With the precondition of BF gas combustion, the hot blast stove dome temperature can exceed 1420 ℃. According to DCHBS technical features, reasonable refractory structure is designed. Effective technical measures are adopted to prevent hot blast stove shell intercrystalline stress corrosion. Hot blast stove hot pipe and lining system are optimized and designed. After blowing in, the blast temperature keeps increasing, and the monthly average blast temperature reaches 1300 ℃ when burning single BF gas.